Каналы передачи и линии связи. Тема № 4. Каналы передачи и их характеристика. Занятие № 4.1

1.

ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ПРАВИТЕЛЬСТВЕННОЙ СВЯЗИ
(ФИЛИАЛ) АКАДЕМИИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ОХРАНЫ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАФЕДРА №7
(ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ)
Урок
Тема № 4 Каналы передачи и линии связи
Занятие № 4.1 Каналы передачи и их
характеристика

2.

2
Цели занятия:
1. Знать принципы организации аналогового и цифрового
каналов передачи.
2. Уметь вычертить структуру аналогового и цифрового
каналов передачи.

3.

Обучающиеся должны знать
3
- структуру аналогового канала передачи и назначение его элементов;
- режимы работы аналоговых каналов передачи;
- определения основным параметрам аналогового канала передачи: остаточное
затухание канала передачи; полоса эффективно передаваемых частот (ПЭПЧ);
номинальные входные и выходные сопротивления; относительные уровни
передачи и приема; динамический диапазон канала; пропускная способность
канала;
- структуру цифрового канала передачи и назначение его элементов;
- определения основным параметрам цифрового канала передачи: скорость
передачи символов цифрового сигнала электросвязи; коэффициенты ошибок;
фазовые дрожания цифрового сигнала электросвязи; время прохождения
сигнала в канале электросвязи; кратковременные прерывания в цифровом
канале электросвязи.

4.

4
Обучающиеся должны уметь
- графически вычертить структуру аналогового канала
передачи и пояснить назначение его элементов;
- графически вычертить структуру цифрового канала
передачи и пояснить назначение его элементов.

5.

Учебные вопросы:
1. Принцип
передачи.
2. Принцип
передачи.
5
организации
аналогового
канала
организации
цифрового
канала
ЛИТЕРАТУРА
1. Суханов В.В., Тычинская М.М. Теория электросвязи:
учебно-методическое пособие / – Воронеж: ВИПС
(филиал) Академии ФСО России, 2018 – 109с, (стр. 55-60).

6.

Единая сеть электросвязи РФ
Выделенные сети связи
Сети связи общего пользования
Сеть GSM, LTE...
Технологические сети связи
ТФОП
Коммутатор
Cisco, Juniper
ТСКП
Коммутатор
Cisco, Juniper
FastEthernet
FastEthernet
Gigabit Ethernet
FastEthernet
SDH
STM-N
в ТСКП, ТСКК
Коммут. КР-011
ШТ
IP-телефон
АМТС
DX-500C
АРС «ОМСК»
М-572
М-572
Сеть ПТС
в ТСКП, ТСКК
АП ЗВС ОГВ
Цент ральный
радиоцентр
МКТС-5
СМД
СМВВ
ОСМ-К
АП RSNet
Сеть АТС ОГВ
Маршрутизатор
Cisco
ЦТА
Регион РФ
МКТС-1, Р-161А2М,
Р-155П, Р-140М
Резервная сеть связи
специальн. назначения
МП-8
КЦС
ОГМ-30Е
Е1
ОЦК
КТЧ
ССС Р-439МС
РС Р-419МС
MUX МП/П
РС Р-419МС
MUX МП/П
АСР-А
Апп. Р-419МР
ШТ
Апп. И-14-1М
Апп. И-14-2М
Р-439МС
РС Р-430ПС
MUX МП/П
IP-АТС Т76-С
Сети спутниковой
связи
Сервер
видеосвязи
МИК-РЛ400ПР
MUX МП/П
Апп. И-31
Апп. Р-430ПС
ШТ
АСР-А
КЦС
IP-телефон
MUX МП/П
ШТ
Федеральный
округ
МКТС-1
АМТС
Hicom
Hipath
ЦТА
СПС со специально
оборудованными
объектами «Роса-М»
в ТСКП, ТСКК
Модем
xDSL
Orion3
в ТСКП, ТСКК
Шлюз
SMG-4
АП ШДС
Системы КВС и ЗВС ОГВ,
МСС, сети ШДС
ЗССС:
- Р-439МС
- ТН-12К
- АСР-А
- Р-448ТН*
ТА
ТА
ШБД
Rapir a
ИСЗ
ШТ
АП МСС
STM-N
РDH
Цент ральная ЗССС
ЦРС «ОМСК»
ЛРС «ОМСК»
IP-АТС Т76-С
в ТСКП, ТСКК
в ТСКП, ТСКК
КШ-100
КШ-100
МП-8
КЦС
ОГМ-30Е
Транспортная сеть общего пользования
ШТ
Сервер
видеосвязи
СМД
СМВВ
ОСМ-К
E1
E1
в ТСКП, ТСКК
ШТ
ШТ
E1
STM-N
STM-N
в ТСКП, ТСКК
Маршрутизатор
Cisco
МП-8
КЦС
ОГМ-30Е
РDH
E1
СМД
СМВВ
ОСМ-К
Маршрутизат ор
Cisco, Juniper
FastEthernet
Коммутатор
Cisco, Juniper
в ТСКП, ТСКК
ШТ
СМД
СМВВ
ОСМ-К
Gigabit Ethernet
Коммутатор
Cisco, Juniper
ШТ
ведомства
МП-8
КЦС
ОГМ-30Е
Gigabit Ethernet
IP/MPLS
Маршрутизатор
Cisco, Juniper
ТСКК
ведомства
Маршрутизат ор
Cisco, Juniper
Gigabit Ethernet
Маршрутизатор
Cisco, Juniper
Сети связи специального назначения
Сеть Internet
ШТ
АП МСС
ШТ
АП ЗВС ОГВ
ШТ
ШТ
ССС «Татры», СПСС,
СФПРССН «TETRA»
Система специальной связи «Татры»,
Сеть специальной сотовой связи,
Система федеральной подвижной радиосвязи
специального назначения стандарта «TETRA»
П-29 4Д
Апп. И-16
ШТ
П-27 4М
Р-441ОВПС
Апп. Р-441ОВПС
МУСС «П-13»
Апп. И-43Б
MUX МП/П
ШТ
Апп. Д-13КМЦ(А)
Полевая сеть связи специального назначения

7.

Контроль усвоения материала предыдущего занятия
1. Сформулируйте теорему В.А. Котельникова.
2. Поясните порядок формирования ОЦК.
6

8.

7
Вопрос №1
Принцип организации аналогового
канала передачи

9.

Канал передачи
8
Канал передачи - комплекс технических средств и среды
распространения,
обеспечивающего
передачу
сигнала
электросвязи в определенной полосе частот или с определенной
скоростью.
По методам передачи сигналов электросвязи различают
Цифровые каналы передачи
Аналоговые каналы передачи
U(t)
U(t)
0
1
t
1
0
1
б
0
0
1
t
Канал передачи тональной частоты (КТЧ) – это типовой
аналоговый канал передачи с полосой частот от 300 Гц до 3400
Гц.

10.

Структура аналогового канала передачи
u(t) ∆F= 0,3 – 3,4 кГц
0
u(t)
s(t)
0
0
u*(t) ∆F= 0,3 – 3,4 кГц
0
t
t
s*(t)
t
t
0
t
Канал передачи
ПРД
Модулятор
ПРМ
Демодулятор
Линия связи
n(t)
t
Sн(t)
Sн(t)
0
9
t
Источник помех
Передающее устройство
0
Приемное устройство
Канал электросвязи
t

11.

Параметры аналогового канала передачи (КТЧ)
10
1. Остаточное затухание канала передачи аr - рабочее
затухание (усиление) канала при оконечных нагрузках, равных номинальным
значениям его входных (Rвх) и выходных (Rвых) сопротивлений. Измеряется
и вычисляется как разность уровней сигнала на входе и выходе канала:
аr = Рвх– Рвых, (дБ)
аr = –17 дБ 1 Нп = 8, 686 дБ, 1 дБ = 0,115 Нп
Затухание – величина, показывающая, насколько уменьшается мощность (амплитуда)
сигнала на выходе канала связи по отношению к мощности (амплитуде) сигнала на
входе.
Остаточное
затухание
канала - разность между
суммой
затуханий
и
суммой
усилений,
вносимых
всеми
его
элементами.

12.

11
2. Полоса эффективно передаваемых частот (ПЭПЧ, ЭППЧ): ΔF =
fmax – fmin. Полоса частот, на границах которой остаточное затухание
канала
отличается
от
номинального
значения
допустимую величину. Для КТЧ ΔF = 3,1 кГц
на
некоторую
(3,4 кГц – 0,3 кГц).
3. Номинальные входные и выходные сопротивления: Rвх и Rвых.
4. Относительные уровни передачи и приема в основном режиме
работы: Pпер (Рвх) и Pпр (Рвых).
Относительный
уровень
передачи –13 дБ (–1,5 Нп) и
относительный
уровень
приема + 4 дБ (+0,5 Нп).
Rвх = 600 Ом, Rвых = 600 Ом

13.

5. Динамический диапазон канала (D, дБ ) - соотношение
между максимально возможным и минимально допустимым
значениями мощности сигнала, D = 10 lg (Pmax/Рmin).
Для КТЧ: D = 30 – 35 дБ.
6.
Пропускная
максимально
способность
возможная
канала
(С,
информационная
бит/с)
–
скорость
передачи данных, которые могут быть переданы по каналу
связи за единицу времени.
Формула Шеннона: С = ΔF log2 (1 + Рср/ Рп),
где ΔF– ПЭПЧ; Рср– средняя мощность сигнала;
Рп– мощность помех.
Пример для КТЧ: F = 3 100 Гц,
Рср = 32 мкВт, Рп = 87 000 пВт,
получим С = 25 103 бит/с = 25
кбит/с.
12

14.

Режимы работы КТЧ
13
2-пр ок
4-пр. ок
Дифференциальная система (ДС) - переход с 4-пр. канала ТЧ на 2-пр. абонентскую линию.
Каналообразующая аппаратура (КОА) предназначена для образования каналов
ТЧ и передачи их на большие расстояния.

15.

14
Режимы работы и параметры КТЧ
Параметры
Уровни передачи и приема
RВХ,
RВЫХ,
Ом
передачи,
дБ/Нп
приема,
дБ/Нп
Остаточное
затухание
дБ/Нп
4 – пр.ок
600
-13 / -1,5
4 / 0,5
-17 / -2
4 – пр.тр
600
4 / 0,5
4 / 0,5
0/0
2 – пр.ок
600
0/0
-7 / -0,8
7 / 0,8
2 – пр.тр
600
-3,5 / -0,4
-3,5 / -0,4
0/0
Режимы
Остаточное затухание с отрицательным знаком (преобладание
суммы усилений) называется остаточным усилением.

16.

Общие характеристики КТЧ (для режима 4-пр.ок)
Наименование электрических
характеристик
Полоса эффективно передаваемых частот, Гц
Норма
300 - 3400
Номинальные относительные уровни передачи на частоте
1020 (800) Гц (для 4-пр.ок.), дБ
на передаче
на приеме
-13
+4
Номинальное значение остаточного затухания канала на
частоте 1020 (800) Гц (для 4-пр.ок.), дБ
-17
Номинальная
величина
входного
и
выходного
сопротивлений четырехпроводного канала, Ом
600
15

17.

Выводы по вопросу:
16
1. Типовой канал ТЧ имеет четырехпроводное
окончание,
рассчитан
на
нагрузки
600
Ом,
относительный уровень передачи –1,5 Нп (–13 дБ) и
относительный уровень приема +0,5 Нп (+4 дБ).
Номинальное остаточное
затухание
канала
ТЧ
составляет – 17 дБ.
2. В настоящее время стандартизированы следующие
режимы работы аналоговых каналов передачи: 4-пр.ок,
4-пр.тр, 2-пр.ок, 2-пр.тр.

18.

Контрольные вопросы:
17
1. Перечислите и дайте краткую характеристику основным
параметрам аналоговых каналов передачи.
2. Дайте краткую характеристику структуре аналогового канала
передачи.
u(t) ∆F= 0,3 – 3,4 кГц
0
0
t
t
*
s (t)
s(t)
u(t)
0
u*(t) ∆F= 0,3 – 3,4 кГц
0
t
t
0
t
Канал передачи
ПРД
Модулятор
ПРМ
Демодулятор
Линия связи
n(t)
t
Sн(t)
Sн(t)
0
t
Источник помех
Передающее устройство
0
Приемное устройство
Канал электросвязи
t

19.

18
Вопрос №2
Принцип организации цифрового канала
передачи

20.

Структура цифрового канала передачи
19
s(t)
u(t)
u*(t) ∆F= 0,3 – 3,4 кГц
0
0
t
u(t)
t
u*(t)
ОЦК 64 кбит/с
1 1 0 1 0 0 1 1
ОЦК
0
t
ОЦК 64 кбит/с
1 1 0 1 0 1 0 1
t
ОЦК
t
Канал передачи
ИКМ
преобразова
тель (АЦП)
Преобразова
тель кода
Преобразова
тель кода
Линия связи
ИКМ
преобразова
тель (ЦАП)
n(t)
Передающее
устройство
t
Источник помех
Операция
линейного
кодирования
Канал электросвязи
Приемное
устройство
Операция обратного
преобразования из
линейного кода

21.

Параметры цифровых каналов передачи
20
1. Скорость передачи символов цифрового сигнала электросвязи
– число символов цифрового сигнала электросвязи, передаваемых в
единицу времени. Единица измерения бит/с…
2. Коэффициент ошибок по битам BER (Bit Error Rate), –
отношение
ошибочно
принятых
символов
цифрового
сигнала